聚乙烯吡咯烷酮对PESA-H2O-SiC悬浮液流变性能的影响

研究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对聚环氧琥珀酸(PESA)稳定的水基碳化硅(SiC)悬浮液流变性能的影响.结果表明,在pH值为9.0时,添加一定比例的少剂量的二元分散剂即可改善SiC悬浮液的分散性.当分散剂总添加量为0.4wt％,PESA与PVP的质量之比为3∶1时,悬浮液的流变性最佳.固含量为40vo1％时,PESA稳定的SiC悬浮液完全絮凝,而添加PVP作为第二分散剂可使体系较好的分散.此外,添加二元分散剂PESA/PVP显著提高了SiC悬浮液的抗电解质性能.     

六偏磷酸钠对PESA-SiC-H_2O悬浮液流变性的影响

考察六偏磷酸钠(SHMP)对聚环氧琥珀酸(PESA)稳定的SiC水基悬浮液流变性的影响。结果表明:可降解高分子PESA能够较好地分散SiC悬浮液。分散剂总量一定,添加0.1%SHMP取代等质量的PESA,SiC悬浮液流变性得到明显提高。少量的SHMP占据了PESA分子之间较小的裸露空间,增加了体系的空间位阻与静电斥力,使得SiC悬浮液分散性有所提高。     

纳米SiC、纳米Al2O3及其复合粉体的分散性研究

以六偏磷酸钠为分散剂,水为分散介质,研究了纳米Al2O3纳米SiC单相粉体以及Al2O3／SIC复合粉体悬浮液的分散性。研究结果表明,通过加入适量的分散剂,改变分散介质,调节pH值,可以获得分散性良好的纳米Al2O3纳米SiC及其复合粉体的稳定悬浮液;蒸馏水是较好的分散介质;球磨、六偏磷酸钠的用量、pH值对纳米Al2O3粉体、纳米SiC粉体及其复合粉体的分散影响很大。     

分散剂和pH对水基SiC-Si料浆流变性和Zeta电位的影响

为了制备高固含量流动性良好的SiC-Si料浆,以SiC粉和Si粉为主要原料,分散剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、六偏磷酸钠(SHMP)、聚乙二醇(PEG400),用分析纯HCl、NH_3·H_2O调节料浆的pH,采用注浆成型法制备水基SiC-Si料浆。研究了分散剂的种类、添加量以及浆体的pH对SiC-Si料浆性能的影响。结果表明:外加质量分数分别为0. 25%的PVP、0. 85%的PEG400、0. 21%的SHMP作为复合分散剂,调节pH至8. 7左右时,可以得到黏度为135 mPa·s的固相体积分数为45%的稳定分散的SiC-Si料浆。     

Al_2O_3-H_2O纳米悬浮液导热系数研究

采用瞬变平面热源法测量了纳米Al2O3粉体分散于去离子水制备成的悬浮液的导热系数,分析了悬浮液的pH、分散剂的质量份额、纳米Al2O3粉体的质量份额等因素对悬浮液导热系数的影响。结果表明:在pH为8左右的时候,纳米Al2O3-H2O悬浮液的导热系数较大;悬浮液的导热系数随纳米Al2O3质量份额的增加而增加;在Al2O3纳米颗粒与SDBS分散剂质量分数比为1∶1时,悬浮液的导热系数较大,随着分散剂质量分数的增加,悬浮液的导热系数降低。     

纳米粒子混合填充聚四氟乙烯复合材料的性能

采用模压成型法制备纳米Si3N4或SiC与纳米Al2O3混合填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究不同质量分数的纳米Si3N4或SiC与5%纳米Al2O3混合填充对PTFE复合材料力学与耐磨性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料拉伸断面的微观结构,探讨其增强机理.结果表明:纳米SiN4或SiC与Al2O3混合填料均能使PTFE复合材料的硬度和耐磨性提高,且填充Si3N4/Al2O3的PTFE复合材料的硬度、拉伸性能、冲击强度和耐磨性均优于填充SiC/Al2O3的,其中5%Si3N4与Al2O3混合填充的PTFE复合材料有较好的综合性能.微观分析表明:Si3N4/Al2O3在PTFE基体中分散性较好,说明Si3N4与Al2O3具有较好的协同作用.     

Al2O3/SiCp纳米复合材料化学制备工艺研究

化学工艺是剪裁和控制陶瓷材料显微结构最有效的手段之一。为此详细研究了Al2O3/SiCp纳米复合材料的化学制备工艺,利用非均匀成核法在纳粹SiC粒子表面包覆一层Al（OH）3后,其等电点IEP由pH=3.4移至pH7.5,表现出类似Al2O3的胶态特性,在pH＝4．5－5．0之间,包覆型SiC与Al2O3荷电性相同,通过胶态悬浮液混合,将包覆型纳米SiC均匀分散于Al2O3基体中,最后,在不加任何分散剂的条件下,制备出高固相、低粘度的包覆型SiC－Al2O3水基浆料,并成功利用凝胶注模型成型（gelcasting）工艺,制备出显微结构均匀的Al2O3/SiCp纳米复合陶瓷材料素坯。     

氧化铝添加量对超高压烧结碳化硅性能的影响

以纳米SiC为原料,用两面顶压机在4.5 GPa/1 250 ℃/20 min条件下实现了不同Al2O3烧结助剂添加量(0～7%,质量分数,下同)的SiC陶瓷体的烧结.研究了烧结助剂含量对SiC陶瓷性能的影响.用X射线衍射、场发射电子显微镜、能谱分析、显微硬度测试对SiC高压烧结体进行了表征.结果表明:Al2O3是有效的低温烧结助剂,在超高压工艺下添加2%Al2O3即可实现SiC陶瓷全致密化烧结;烧结体晶粒长大得到抑制,晶格常数收缩了约0.45%;烧结体显微硬度随Al2O3含量升高而有所提高.     

超支化液晶/Al_2O_3/环氧树脂复合材料电性能研究

采用机械共混及模压成型工艺将Al2O3粉体,含H20哑铃状液晶化合物(HLCP)与环氧树脂(E-51)共混制备了HLCP/EP/Al2O3复合材料。研究了Al2O3含量对材料热稳定性、导电性能、导热性能及热膨胀的影响。结果表明:材料的导热系数、介电常数及热稳定性随Al2O3含量的增加而增大,当Al2O3粉体质量分数达到70%时,材料导热系数是纯环氧树脂的1.7倍;介电损耗、线膨胀系数随Al2O3含量的增加而减小,当Al2O3粉体质量分数为60%时,介电常数为3.71。同时,由于HLCP网格的存在,降低了材料的内耗,提高了复合材料的玻璃化转变温度,增强了电性能。     

Fe-Al/ZrO2复合粉体的均匀分散

研究FeAl/ZrO2复合粉体在有机液体介质中的分散效果。通过采用2种液体介质邻苯二甲酸二丁酯(dibutylphthalate,DBP)或正丁醇,3种分散剂甲基丙烯酸(methylacrylicacid,MAA)、丙烯酸(acrylicacid,AA)或油酸(oleicacid,OA)相互组合的实验方案,发现OA对DBP中的ZrO2单一粉体的分散效果好于AA或MAA的,但MAA对正丁醇中的ZrO2单一粉体或FeAl/ZrO2复合粉体具有很好的分散效果:固相质量分数(下同)为50%的ZrO2单一粉体悬浮液的粘度可从很高降低到0mPa·s,54.5%的FeAl/ZrO2复合粉体悬浮液的粘度为150mPa·s,56.5%的FeAl/ZrO2复合粉体悬浮液的粘度为800mPa·s。其分散机制符合相似相容原理。     

镍基纳米SiC-Al2O3复合电刷镀层的组织及性能

在45#钢基体上制备了n-Al2O3/Ni和n-SiC–Al2O3/Ni复合刷镀层,采用能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和T-11球盘式磨损试验机等设备对比研究了2种复合刷镀层的组织及性能。EDS分析结果表明,n–Al2O3/Ni复合刷镀层中纳米颗粒特征元素Al的质量分数为5.65%,n-SiC–Al2O3/Ni复合刷镀层中纳米颗粒特征元素Al的质量分数为5.63%,Si元素的质量分数为4.86%。SEM分析结果表明,与n-Al2O3/Ni复合刷镀层相比,n-SiC–Al2O3/Ni复合刷镀层的表面更加平整,组织更加细化。n-SiC–Al2O3/Ni和n-Al2O3/Ni复合刷镀层的显微硬度分别为587HV和555HV,n-SiC–Al2O3/Ni复合刷镀层的耐磨性是n-Al2O3/Ni复合刷镀层的1.7倍。     

PVP对CA-H2O-Al2O3悬浮液稳定性的影响

利用柠檬酸(CA)与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复配为二元分散剂,研究其对水基氧化铝悬浮液稳定性的影响。结果表明,pH为9.0时,仅添加0.2 wt%的CA/PVP即可稳定分散固含量为45 v%的氧化铝悬浮液,且浆料为牛顿流体,流变性很好。固含量越高,悬浮液的粘度越大,对pH值越敏感,悬浮液能分散稳定的pH值范围越窄,对于不同的体系,获得最佳流变性时的pH值也不同。     

SiC/Al2O3/MVQ导热复合材料的制备与性能研究

分别使用碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)和SiC/Al2O3复配物制备了导热甲基乙烯基硅橡胶材料(MVQ),研究了SiC,Al2O3和SiC/Al2O3用量及表面改性对MVQ导热系数和力学性能的影响,结果表明,随导热填料用量的增大,MVQ导热系数增大;同等用量下,SiC/Al2O3/MVQ复合材料的导热性能均优于SiC/MVQ和Al2O3/MVQ;当SiC/Al2O3总用量为50份且SiC/Al2O3质量比为3/1时,复合材料导热系数为0.76 W/mK;随SC/Al2O3用量的增加,拉伸强度与拉断伸长率均降低,邵尔A硬度增大.表面处理后,复合材料导热性能得到进一步改善.     

Al_2O_3增强ZrO_2陶瓷的制备及性能研究

本文采用热分解法制备Al2 O3 微粉、化学共沉淀法制备 (Y ,Ce)—ZrO2 超细粉 ,通过适当工艺制备出ZrO2 /Al2 O3 复合陶瓷。经研究发现 ,添加Al2 O3,可抑制ZrO2 晶粒的长大 ,提高基体的强度和韧性。当Al2 O3 含量达到 30 % (质量分数 )时 ,复合陶瓷的抗弯强度为 986MPa ,断裂韧性为 13 7MPa·m1/ 2 。材料性能的提高可归结为Al2 O3 颗粒的弥散增韧和ZrO2 陶瓷的相变增韧叠加作用的结果     

Si粉氮化法合成Si3N4-SiC材料

以SiC、Si粉和Al2O3微粉为主要原料,羧甲基纤维素(CMC)为临时结合剂,采用氮化反应烧结法合成了Si3N4-SiC材料,主要研究了Si粉的粒度(≤0.074、≤0.044 mm)和加入量(质量分数分别为15%、17%、19%、21%)、烧成温度(分别为1 380、1 400、1 420、1 430、1 440、1 460和1 480℃)、Al2O3微粉添加量(质量分数分别为0、1%、2%、3%、4%,取代相应量的SiC粉)对Si3N4-SiC材料的显气孔率、体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度及Si3N4含量的影响。结果表明:1)采用粒度较细Si粉的试样具有较高的致密度、常温强度、高温抗折强度和Si3N4含量;随着Si粉加入量的增加,试样的致密度略有增大但变化不大,常温强度和Si3N4含量逐渐增大,而高温抗折强度先增大后减小;2)适当提高烧成温度会明显改善Si3N4-SiC材料的高温抗折强度,但当温度超过1 440℃反而略有下降;3)添加Al2O3微粉对烧后试样的致密度、常温强度和高温抗折强度有益。综合来看,Si粉的适宜添加量(质量分数)为17%,较适宜的烧成温度为1 420～1 440℃,Al2O3微粉的适宜添加质量分数为2%。     

PVB/Al2O3导热绝缘复合材料的制备与性能研究

以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为基材,选用粒径分别为1～3μm、10μm和30 nm的Al2O3为导热填料,三乙二醇二-2-乙基己酸酯(3GO)为增塑剂,通过熔融共混法制备了PVB/Al2O3导热绝缘复合材料;研究了Al2O3的表面处理、添加量和粒径对复合材料的导热绝缘性能和力学性能的影响。结果表明,在所考察的三种表面处理剂γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、钛酸正丁酯(TC)和硬脂酸(SA)及其用量范围内,用质量分数为1.0%的KH-560对Al2O3粒子进行表面处理是较佳的处理方法;在三种粒径不同的Al2O3导热填料中,粒径1～3μm的Al2O3较有利于改善PVB/Al2O3复合材料的导热性能;PVB/Al2O3复合材料的热导率随Al2O3用量的增加而升高;当1～3μm的Al2O3用量为85 phr,即体积分数为18.6%时,复合材料的热导率为0.407 W/(m.K),是不含Al2O3的PVB的1.91倍;当这一Al2O3的用量为70 phr(体积分数15.9%)时,所制得的PVB/Al2O3复合材料具有较好的综合性能,其热导率为0.375 W/(m.K),体积电阻率为1.65×1012Ω.m,拉伸强度为21.4 MPa,断裂伸长率为265%。根据Agrai理论模型进行的数据分析表明,当Al2O3用量大于25 phr(体积分数6.3%)时,随着Al2O3用量的进一步增加,PVB/Al2O3复合材料中的Al2O3粒子形成了部分连续的导热链。     

Al/Al2O3复合热喷涂粉体制备及其涂层耐腐蚀性能研究

Al/Al2O3复合材料具有密度小、耐磨、抗高温、抗热震性好等多方面的优异性能,应用日趋广泛.本文选择再造粒的方法制备出了几种配比不同的Al/Al2O3复合粉体,比较不同配比的复合粉体的物理性质.对复合粉体进行了火焰喷涂,对喷涂后获得的涂层进行了耐腐蚀性能的检测.Al/Al2O3复合粉体的流动性随着Al2O3含量增加越来越好,Al2O3的质量分数为75％的粉末的流动性最好.而Al2O3的质量分数为80％的涂层的耐腐蚀性能最好.     

添加Al_2O_3-ZrO_2复合粉对ZrO_2质定径水口抗热震性的影响

以质量分数45%的Mg,Y-PSZ骨料,55%的Mg,Y-PSZ细粉,外加5%(w)的PVA结合剂为基础配方制备ZrO2定径水口,分别以质量分数为3%、6%、9%、12%的溶胶-凝胶法制备的Al2O3-ZrO2复合粉等量取代Mg,Y-PSZ细粉,研究复合粉对锆质定径水口物理性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明:添加3%(w)Al2O3-ZrO2复合粉的改性锆质定径水口的各项性能明显优于目前生产工艺采用的未添加复合粉的锆质定径水口,其抗热震性为未添加复合粉的6倍。     

铅硼硅酸盐玻璃中Al_2O_3含量对复相玻璃陶瓷性能的影响

以低软化点的铅硼硅酸盐玻璃和Al2O3粉末为原料,制备Al2O3/玻璃低温共烧复合玻璃陶瓷材料。考察烧结温度和添加不同质量分数的Al2O3对复合玻璃陶瓷烧结机制和微波介电性能的影响,并探讨了作用机制。结果表明:Al2O3掺入PbO-B2O3-SiO2玻璃中改善了与Al2O3陶瓷的界面润湿,对烧结有一定的促进作用。在添加质量分数为4%Al2O3的复相玻璃陶瓷、烧成温度为850℃时性能最好,其密度为3.1 g/cm3,介电常数为8.46,介电损耗为0.001 1。     

纳米碳颗粒/碳化硅陶瓷基复合材料的氧化行为

以微米硅(Si)和纳米碳黑(Cp)粉体为主要原料,采用经机械化学法合成的碳化硅(SiC)和15%和25%的纳米碳颗粒与碳化硅(Cp-SiC)的复合粉体,并经无压烧结得到了Cp/SiC陶瓷基复合材料,分析了在不同温度条件下Cp/SiC烧结体的氧化行为。结果表明:当温度小于700℃时,Cp/SiC复合陶瓷在空气中的氧化受C—O2反应控制,致使其为均匀氧化;700℃时,氧化后的复合材料显气孔率最大,弯曲强度达极小值;大于700℃,氧化过程受O2的气相扩散控制,呈非均匀氧化;700~900℃之间,O2通过微裂纹的扩散控制着Cp/SiC的氧化过程;900~1 100℃之间,O2通过SiC缺陷的扩散控制着Cp/SiC的氧化过程,并在1 000℃时的最初的2 h内,复合材料弯曲强度增大,且达到了极大值。同时表明,纳米碳含量是影响复合材料强度及氧化行为的关键因素,添加纳米碳质量分数为15%的Cp/SiC复合陶瓷可以作为一种抗氧化性能优良的玻璃夹具材料。